[发明专利]一种硅钢片无损磁性焊接方法及装置

说明书

本发明涉及一种硅钢片无损磁性焊接方法及装置。采用Fe基非晶合金，其组成，以原子百分含量计：Fe：75‑85％，Si：1‑4％，Cr：1.5‑3.5％，Co：10‑15％，Ni：2‑4％，P：1‑3％，B：2‑5％。将该非晶体系按照配比熔炼后，制成薄带，采用配备冷却系统的球磨机，将该非晶合金薄带制成非晶粉末，利用冷喷设备进行冷喷焊。该发明利用Fe非晶合金体系并提出新的制粉方法(球磨冷却法)，利用冷喷焊技术，将硅钢片连接在一起。该连接方法不会使硅钢片受热变形，对硅钢片的磁性没有太大的影响，同时保证一定的连接强度。该发明不产生热、光和烧损后产生的气体，非常环保且配合自动装置易于实现自动化焊接。

技术领域

本发明专利涉及电机转子/定子所用硅钢片焊接技术领域，具体涉及一种无损磁性焊接新方法及装置。

背景技术

制造电机、变压器等机电设备必不可少的是硅钢材料，硅钢片的产量与国家发电量的增加成正比。当前世界各主要工业国硅钢产量约为钢的总产量的2％左右。叠装硅钢片铁心一般都采用扣片或片间榫接的方法进行连接，但是随着硅钢片铁心要求的性能越来越高，铁心的体积也越来越大，形状也越来越复杂。扣片或片间榫接的方法不能完全满足现有工况，于是以氩气作为保护气体的钨极氩弧焊成为硅钢片铁心制造过程中一种较为普遍的一种工艺方法，该方法具有劳动生产率高，焊缝品质好，易于自动连续生产等一系列优点，正在许多场合取代传统的扣片和片间榫接等方法。但是钨极氩弧焊接方法，是将硅钢片边缘熔融在一起，势必会破坏片层之间的绝缘性能，同时也破坏硅钢片的涂层，降低铁心的磁性能，增大铁损。

由于硅钢片铁心制造技术的原因，特别是硅钢片叠装焊接成型工艺的缺陷，造成因铁损或磁损而耗散大量的电能，据统计，日本每年损耗的电能折合成石油，相当于1400万桶，而我国因此而损耗的电能约占总发电量的5％。因制备工艺而带来的铁损和磁损每年给社会和企业带来极其沉重而又持续不断的经济负担。

本专利既能实现降低铁损及磁性能，又能防止表面涂层绝缘性破坏和弯曲破坏，同时避免了传统TIG(钨极氩弧焊)由于热源造成的变形。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有叠装硅钢片焊接制备工艺的缺陷，本发明提供了一种Fe基非晶合金、制备非晶粉末的方法，以及利用冷喷涂技术对叠装硅钢片进行连接。通过本发明提供的工艺和技术，可以避免硅钢片的磁性损耗，做到无损磁性连接，同时避免了因传统焊接带来的变形，增强了叠装硅钢片的整体强度。

为解决传统叠装硅钢片焊接的技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种冷喷涂用Fe基非晶合金，该非晶合金的组成为，以原子百分含量计包括：Fe：75-85％，Si：1-4％，Cr：1.5-3.5％，Co：10-15％，Ni：2-4％，P：1-3％，B：2-5％。将该上述非晶体系制备成薄带，然后采用配备冷却系统的球磨机，将该非晶合金薄带制备成非晶粉末，利用冷喷设备对叠装硅钢片进行冷喷焊。

合金熔炼及薄带制备：对上述设计的合金成分，选取原材料为高纯铁(99.9％)，多晶硅，高纯锆合金、钴合金、镍合金，硼元素和高纯红磷，因为P元素在熔炼过程中会大量的挥发，所以P按FeP的的形式加入，利用电弧熔炼炉反复熔炼成均匀的母合金。非晶合金薄带的制备采用熔体快淬的方法，将熔融状态下的合金金属液喷射在高速旋转的铜轮上，制备厚度在30-70um、宽度在2mm左右的非晶条带。具体为：将熔炼均匀的母合金放入尖嘴石英管中，利用机械泵和扩散泵抽气直至炉腔内气压为3.0×10^-3Pa为止，打开充气阀充入高纯氩作为保护性气体，直至储气阀内的压强达到0.02MPa，并且当铜轮表面线速度达到30m/s时，打开铜轮冷却水开关，打开加热电源，增大加热电流直至母合金达到熔融状态，打开与石英管连接的储气阀开关，利用石英管内外压力差将熔融金属液喷射到高速旋转的铜轮表面，从而甩出非晶条带。